300MW機組凝結水精處理系統問題分析及安全經濟運行

摘要：本文闡述了凝結水精處理系統的重要性。以大唐太原第二熱電廠300MW機組凝結水精處理系統為例，針對其運行中的安全和經濟問題進行了全面分析，并提出相應的措施，得到了顯著地效果。

關鍵詞：精處理 安全問題 運行 經濟問題

0 引言

隨著大容量高參數機組的投運，對鍋爐給水水質要求越來越嚴格，凝結水精處理系統的投運對于降低鍋爐給水的含鹽量和腐蝕產物、改變給水中鹽類組成等具有重要意義。然而凝結水精處理系統直接連接在凝結水泵的出口管路上，精處理系統的斷水、跑水及其它事故的發生，都可能直接影響到整個機組的安全穩定運行。因此凝結水精處理系統的安全運行尤為重要。

1 系統概述

300MW機組精處理系統采用陽床陰床串聯配置，每套陽、陰床系統按處理100%凝結水處理能力設計，系統內部分高速陽床和高速陰床兩部分組成。陽床部分由陽床旁路、兩臺具有50%處理能力的高速陽床和再循環管組成；陰床部分由陰床旁路、兩臺具有50%處理能力的高速陰床和再循環管組成；整個系統共用一個溢流管路。正常情況下，精處理系統100%投運，旁路全關，凝結水量全部通過精處理高速陽床和高速陰床進入主系統。（如圖1）

2 精處理系統應用中安全與經濟性分析

凝結水系統直接連接在凝結水泵的出口管路上，是凝結水的必經之路，所以精處理系統的斷水、跑水以及其它事故，都可能影響到整個機組的安全穩定運行。精處理系統可能出現的問題以及應該采取的措施做一簡要介紹。

2.1 精處理系統對機組汽水指標的影響

300MW亞臨界直接空冷機組參數更高，對機組汽水指標的要求就更為嚴格，而直接空冷機組凝結水系統又普遍存在電導率超標和硅超標的問題，所以精處理系統對我廠兩臺300MW組來說，就顯得更為重要。

分析發現，機組啟動期間精處理系統的及時投運（凝結水含鐵量小于1000ug/L可以投精處理陰陽床），可以大大縮短凝結水回收的時間，從而節省大量除鹽水。機組運行穩定后，如果凝結水精處理系統全部退出運行，機組的汽水指標在24小時之后就會出現超標，主要是給水硅和蒸汽的硅、電導率超標。而只要有20%-30%左右的凝結水量通過精處理系統，機組的汽水指標就能保持在合格范圍內。

因此保證機組啟動期間精處理系統的良好備用，機組運行期間，精處理系統至少應有50%左右的出力，以確保機組汽水指標的合格。

2.2 精處理系統運行中的安全問題

2.2.1 機組運行中凝結水泵突然跳閘對精處理系統的影響

正常運行中水由凝結水泵通過精處理打至低壓加熱器再至除氧器。如果凝結水泵突然跳閘，精處理系統會突然失壓，陰陽床旁路會自動打開。而此時除氧器的壓力又較大，如果凝結水泵的逆止門不能自動關閉，水就會從除氧器向凝結水泵倒流。較大的壓力和流量將會使精處理陰陽床內的樹脂從陰陽床的入口流出，倒流至凝結水泵甚至排汽裝置。而凝結水泵下一次啟動后，這些樹脂會順著精處理系統的旁路進入低加、除氧器、高加、直至汽包。樹脂進入水冷壁和汽包后，在高溫高壓的作用下發生降解，產生有機酸，使鍋爐發生結垢、腐蝕等現象，嚴重影響鍋爐的安全運行。

所以，停止凝結水泵運行前，必須通知值班員退出精處理系統。凝結水泵檢修時，確保凝結水泵逆止門的完好備用，在緊急情況下能夠迅速關閉。完善凝結水泵的自動控制功能，防止凝結水泵自動跳閘事故的發生。

2.2.2 誤操作對精處理設備可能造成的危害

上圖為精處理陰陽床結構示意圖，其中的隔板上均勻排列著水帽，其作用為限制樹脂通過。

這就要求在操作時要特別注意，絕對不能發生誤操作。陰陽床解列停止運行后，床內仍然保持著較高的壓力，約在2.0-3.0MPa之間，這時必須進行卸壓：首先開陰陽床的卸壓閥，使床體內整體壓力緩慢降至零后，再開啟排氣閥，排出床內的水。

如果床體解列后，床內壓力仍然很高時就開啟排氣閥，這樣隔板上部的壓力會瞬間釋放為零，而隔板下部仍然有很大的壓力，這樣隔板處會自下而上產生一個巨大的推力（如上圖所示），這種推力極有可能使隔板發生變形。隔板變形后，水帽與隔板結合不嚴密，會使樹脂漏至隔板下部，進入樹脂捕捉器，這樣樹脂捕捉器會很快堵塞，使流過床體的流量迅速減小，壓差迅速增大，旁路自動打開。發生這種故障，床體將必須進行檢修，并在很長一段時間內不能投運。

由此，在正常操作、布置檢修安全措施、故障處理時，一定要遵循精處理陰陽床操作的安全規定：床內壓力不為零不能滿水；床內未滿水不能升壓；壓力未升至凝結水泵壓力不能投運；卸壓未至零不能排氣。

2.2.3 凝結水泵突然啟動對精處理系統的影響

精處理系統全部是法蘭連接，凝結水泵的突然啟動以及凝結水泵壓力的劇烈波動都有可能造成精處理系統各法蘭連接處泄漏，如果泄漏點發生在母管及旁路系統，則必須進行停機處理。如果凝結水泵啟動前陰陽床處于投運狀態，由于壓力的瞬間突然升高，也有可能造成床體內部隔板變形，造成樹脂泄漏。

所以在啟動凝結水泵前，事先必須通知化學人員，確定精處理陰陽床全部退出運行，旁路門大開后方可啟動凝結水泵，以免造成陰陽床系統內的法蘭泄漏和設備損壞。

2.3 精處理系統運行的經濟性分析

精處理系統在運行中，應使陽床氨化運行。為了防止爐內汽水管道的腐蝕，給水的PH值班一般要控制在9～9.5，采用的是給水加氨的方式提高PH。由于氨的全揮發性，當給水加氨后，整個汽水系統會全部充滿氨，這樣，機組在正常運行期間，只需要給水補充少量氨，即可以維持汽水系統的PH值在合格范圍之內。但是，當精處理系統100%投運后，給水中加入的氨會全部被陽床除去。為了防止精處理出口至除氧器之間的低壓給水管道及設備的腐蝕，要在精處理出口加氨，提高其PH值，同時，給水加氨的負擔也會加重。由于陽床將全部氨除去，陽床會很快氨化，陽床內的H+會被NH4+取代，此時進行再生，也會使酸的用量大幅增加。由此可見，頻繁地進行再生，不但會增加氨的用量，也會大幅增加酸的用量。所以，在保證陽床出水鈉合格的前提下，應盡量延長陽床的運行時間，使陽床在氨化狀態下運行。這樣，即使精處理出口不加氨，凝結水的PH值也會維持在較高的水平。但是，陽床在氨化狀態下運行時，應加強對其它指標的監測，如鈉、鐵等離子的監測，同時要嚴密觀察陽床出入口壓差，如陽床出入口壓差增大，表明陽床截留了大量污染物，此時，即使其它指標仍然合格，也必須進行再生，以防止樹脂過度臟污而發生板結現象。另外，機組啟動期間，由于系統內較臟，也應加強對陽床的再生。

從精處理系統運行的經濟性考慮，也可以探討半開精處理旁路的運行方式。試驗證明，機組正常運行，水汽指標全部合格后，只要精處理系統旁路開啟30%～50%，機組的汽水指標就會一直保持在合格范圍之內。而只要精處理系統旁路開啟30%～50%，凝結水精處理出水PH值就會保持在8.7以上，從而使系統加氨量大幅減少，同時也節省了大量的再生用酸。

3 結束語

凝結水精處理系統的安全、經濟運行非常重要，應注重經驗的積累，現將實際工作中的一些經驗提供給大家，以達到提高凝結水精處理系統的可靠性及穩定性。

參考文獻：

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